最不像飞机的飞机，长成这样竟能飞起来？还开创了航空史上新时代

诺哈网2023-06-08 05:19:520阅

【军武次位面】：乌鸦

颜值即为战斗力，长得好看的武器一定很能打

——东方神秘力量

一般来说，颜值一直不是评判一款武器战斗力的有效参数但局座这么一说后，小编发觉好像确实是这么个理不过，就不在这举例了，以免喧宾夺主就不太好了（拿KV—2当反面教材，敢说我大神教不帅的，你需要一发社会主义152的洗礼......）

好，闲话不多说，咱现在开讲。

飞行酒桶——卡普罗尼飞机

长久以来，二战墙头草意大利"战五渣" "猪队友" "纯搞笑"的形象深入人心，似乎已经是无可更改了。那么历史上真实的意大利是否真是如此呢？如果仅仅是看战场表现，这么讲是没错的——打埃塞俄比亚这个非洲咸鱼都老费劲了，不是渣渣又是啥呢？

但如果把视野放宽一些，我们就会发现，近现代历史中的意大利其实并不是那样不堪，而且很多方面还曾走在世界前列，一度也是掌握过"核心科技"的国家。今天给大家介绍的"飞行酒桶"——斯蒂帕•卡普罗尼飞机（Stipa-Caproni）就是这样一个例子，别看它萌声在外，憨态可掬，其实也可算得上航空先驱之一了，为什么这样讲呢？且听分解。

▲这姿势，这动作，妥妥漫画风

这架呆萌飞机的故事还要从四个人说起。第一个人是雅克•施耐德（JacquesSchneider），法国富翁，同时也是气球和航空的狂热爱好者，自己曾创下过10,081米的气球升空世界纪录，只是此君运气欠佳，后来在一次事故中受伤严重，元气大伤，从此只能告别飞行了。但心系蓝天的施耐德并不打算退出航空界的江湖，不能亲自上阵了，钱还是有的嘛！ 1912年12月5日，他在法国航空俱乐部设立了一项以自己名字命名的"施耐德杯"水上飞机竞赛项目 (Schneider Trophy)，目的是为促进民用航空技术的发展。

▲雅克•施耐德和竞赛奖杯

参赛者需要飞行至少240公里，主要内容就是比速度，看谁飞得快。优胜者将会获得25000金法郎和一座同样价值的奖杯。如果一个国家在五年内三夺冠军，将永久保留奖杯——有点怀疑足球世界杯就是跟这个学的。此项赛事于1913年在摩纳哥首次举行，后来因一战爆发而暂停，后于1919年恢复，到1931年为止共举办了9届，这项赛事也成为两战之间欧洲各国"航空秀"的主要场所，的确起到了促进航空技术发展的作用。

第二个人是乔瓦尼•巴蒂斯塔•卡普罗尼（Giovanni BattistaCaproni），这个拗口的意大利名字你可能没听说过，但在宫崎骏执导的动漫作品《起风了》中，这位卡普罗尼多次出现在主角堀越二郎的梦境里，是堀越二郎梦想的启发者。

▲《起风了》中的卡普罗尼

能在这部动漫中扮演这么一个"启示者"的角色，从侧面说明卡普罗尼绝非等闲之辈——他生于1886年，是慕尼黑工业大学和列日大学的毕业生，拥有土木学学士和电机学博士学位，是土木和航空工程师，并于1908年创建了以自己命名的卡普罗尼航空公司，并设计了意大利第一架双翼机"卡普罗尼 Ca. 1"，以及在一战中使用的早期轰炸机"卡普罗尼 Ca.4"。这些成就使他成为意大利航空事业的开拓者，称之为意大利的莱特也不为过。

▲真实的卡普罗尼

第三个人就是这架萌飞机的"父亲"——路易吉•斯蒂帕（Luigi Stipa）了，这位在1900年出生于意大利阿斯科利皮切诺的飞机设计师曾在一战中当过步兵，战争场面那可是见得多了，战争结束后进入意大利空军部工作，最后当上了发动机部门的总监。同时他还是土木工程师和水力工程师，也是一位跨领域的多面手。

最后一个人物就是墨索里尼了，这位意大利的法西斯独裁者论打仗不行，把元首坑得不浅，但要说到搞面子工程嘛，水平还是可以的。在他统治时期意大利队创造了世界杯历史上迄今为止唯一的卫冕纪录就是一个例子——为了能卫冕成功，他楞是把世界各地只要跟意大利沾亲带故的优秀球员挖来了不少。在展示意大利科技水平"世界领先"方面，墨索里尼也是不遗余力，但凡能"扬我意呆利国威"之事，肯定是大力支持，这架小萌货能飞上天，也有他的"功劳"。

事情是这样滴，法国富翁施耐德创立的杯赛以其丰厚的奖金和影响力吸引了各国徒手积极参加，意大利首次参与是在1919年的第三届。要说意大利人的运气确实不错，首次参赛就不战而胜，因为对手的飞机全部由于故障而退出了。但这样的不武之胜难以服众，最后虽然被判获胜，却不能获得奖杯，只能得到下届举办权的荣誉。心有不甘的意大利人又参加了接下来的两届，结果依然是运气出奇地好——英法等强手不是因为财政问题就是因为故障而退出，意大利居然连夺两届冠军，再夺一次就能"永保奖杯"了。然而好运不过三，意大利在接下来的几届接连败北，直到1926年，才真正获得了一次货真价实的冠军。

曾为意大利夺冠的马基公司M.C.72，这是一架非常漂亮的流线形共轴反桨飞机，飞出了746公里/小时的速度，这也是迄今为止活塞式水上飞机的世界纪录，显示了当年意大利还是相当有些航空实力的

这次夺冠重新燃起了意大利航空界以五年三冠来"永保奖杯"的热情，墨索里尼知道这个赛事是"扬国威"的大好时机，下令调动一切资源保证夺冠，各种条件都向有可能造出冠军飞机的厂商倾斜。这种"举国体制"使意大利航空产业一时间繁荣起来，各大航空企业都琢磨着怎样才能在速度竞赛中胜出。此时，怪才斯蒂帕就开始琢磨了，他分析了当时飞机的速度和发动机功率以及外形之间的联系，发现在飞机外形已经无可挑剔的情况下，发动机功率的边际效应随功率的提升越来越小。打个比方，功率提高一倍，速度可能只是涨了50%，再提高一倍，速度可能就只涨10%了……如此循环下去，飞行速度的提升将越来越慢，而发动机功率又不可能无限大，所以必须从原理和飞机构造这些根本问题上加以解决。

在当时活塞式发动机的驱动下，800公里/小时的速度几乎就是极限了。之所以速度上不去，是因为要再提速就得加大转速，此时的螺旋桨桨尖处的线速度已经接近声速，要产生激波了。在这种情况下，螺旋桨遇到的阻力将会剧增，给人的感觉就是螺旋桨突然就像转不动了一样，很多飞机遭遇这种现象都会失事，这就是航空史上著名的"音障"难题。在活塞机时代，要解决这个问题，就得想法在不提高转速或者减小螺旋桨的直径（这样桨尖的线速度就慢下来了，同时还减小了迎风面积，起到了减阻作用）的情况下增加驱动力。

斯蒂帕把中空的机身设计先收缩再扩张，这种构造可以在入口流速接近声速时在尾部喷出超声速气流获得反推力（今天喷气机的尾喷管多是这样）。机身纵截面被设计成机翼形状，机身也能产生升力，这也是今日高大上的"环形机翼"概念之源

斯蒂帕正是循着这样的思路来设计的，他的理论依据是流体力学中著名的"伯努利方程"，简单地讲，就是"流动面积小，流速大，流动面积大，流速小"、"流速大压力小，流速小压力大"，其实机翼产生升力也是这个道理（现高中物理知识）。斯蒂帕以他多年从事流体工程方面的工作经验为基础，在进行了数学推算后，设计了一种机身中空，发动机内置的奇特结构，以期能大幅提高飞行速度。按照他的设想，由于机身能获得额外的推力和升力，就可以使用较小的螺旋桨来推进，机翼也可以适当缩小，这样飞机的迎风面积实际上是小多了，能起到提速的作用，这种结构也被称之为"涵道推进"。

由于是从零开始的新飞机，所以全部由工人手工制作，真的就像在造一个大酒桶一样，可以看到水平舵和垂直舵呈十字形安装尾部开口后，由于机身已经没有传统座舱的空间，只能让飞行员"骑"在"酒桶"上面了

斯蒂帕在意大利航空刊物《航空技术》（Rivista Aeronautica）上发表了这个很有想象力的设计，并建议制造一架试验机来验证他的设计。为了宣扬意大利航空技术方面的"国际领先"成就，同时也出于发展航空技术考虑，当时统治意大利的墨索里尼政府批准了这一项目，并全力保障，于1932年与卡普罗尼航空公司签约建造试验机。经过几个月的努力，1932年3月，这架以两位设计师的名字命名为斯蒂帕•卡普罗尼（Stipa-Caproni）、并且是当时比较少见的单翼造型飞机（因为机身也产生升力，所以用不着上双翼）制造完成，就等着上天了。

1932年6月的一天，在一片怀疑的目光中，这架粗胖的飞机摇晃着飞上蓝天，但这只是成功了一小半，因为最重要的速度指标根本就达不到当初设想的那样，最大飞行速度也只有131公里/小时，一般情况下只有68公里/时，就比地上的汽车快一些而已，当然优点也不是没有——噪音小，比较安静，但这并不是斯蒂帕想要的结果。

正前方看只是一个环，但斜着看就有一个面了——迎风面积大抵就是这样，另外不可收放的起落架也增添了不少阻力

问题出在哪里呢？首先是动力，这架被设计来高速飞行的飞机，却安装了一个120马力的发动机，只相当于今天一辆家用轿车的水平。为什么只给"高速飞机"安了个小马达呢？今天猜测一下，这可能是因为无论是设计师还是航空公司，都是求稳，觉得可以选装个小引擎"试"一下。但是这一试不要紧，因为低速下的气体流动规律迥异于高速飞行状态，收缩部和扩张部的压力基本上抵消掉了，达不到设想中的"高速"工况。

▲这东西只能叫马达

卡普罗尼•坎皮尼N.1外表很"喷气"，内里有"活塞"，这种"杂交"组合注定了它其实没有真正的实用性。

在意大利，卡普罗尼公司并不愿意把斯蒂帕的设计就这样束之高阁，而是打算继续发展——在1940年，使用"活塞喷气发动机"的卡普罗尼•坎皮尼N.1（Caproni Campini）出现了。这一次卡普罗尼公司吸取了教训，把机身直径缩小到正常范围，肚子里还是塞了一台活塞发动机，但这样肯定动力不够啊，于是又在机身后面加上了燃烧室，向后喷气以增加推力（如果燃烧室不工作，那么这就是一个细长版的斯蒂帕•卡普罗尼飞机），这样一来前面的活塞引擎实际上成了一台压气机——意大利人一不小心已经摸到了喷气时代的大门，它也成为世界上第二架喷气式飞机（第一是德国1939年试飞成功的He178，），但与它的前辈斯蒂帕•卡普罗尼一样，最终也只是成为"创纪录"的工具，因为它仍然是"慢就一个字"——375公里/小时的速度连当时的纯活塞机都不如。

现代"涵道推进"实质上是做了改进的，只使用了斯蒂帕设计的前半截，也就是只有收缩段，自然也只能用于低速推进

不过我们并不能因此嘲笑当年的意大利人，虽然今天都知道突破声障要用喷气式发动机、蜂腰外形加后掠翼，但这些都是事后诸葛亮了，倘若没有前人的摸索试错，也不可能有航空技术后来的突飞猛进——如果回头翻翻科技史，就会发现，科学探索多以失败或被证伪而告终，因为正确的只有一个，而探索的路径有无数条，成功的概率实在太低了，所以我们得对那些失败的先驱们致以敬意。就"涵道推进"这一技术来讲，其实也不算失败，虽然被证明不能用于高速推进，但其结构已经接近后来的涡扇发动机（斯蒂帕的设计加上个涡喷差不多就是了），航空史学界一般也认为斯蒂帕是这方面的先驱人物。另外，不能用于高速推进，低速还是可以用的——在今天的船舶、飞艇、直升机和气垫船上，涵道推进仍然是被大量使用的实用技术，在一些很"科幻"的飞行汽车和单人飞行器作品上，也能看到当年斯蒂帕的影子。

▲这些都是"酒桶"后辈

后来澳大利亚以3/5的比例，制作了一架复制品。并进行了测试，测试结果和70多年前基本相同。现在这架复制品在澳大利亚展示。

▲桶"本来的发展构想

飞行薄饼——F5U

二战中，美军海军航空兵希望拥有一种可以短距起飞，但又能高速飞行，且机动灵活的舰载机。（这要求还真不低......）短距起飞是为在极端情况下也能在航母上起飞，高速与机动其实就是为暴揍本子的蛋战（零式战机家族）。

1941年，沃特公司开始制造飞行薄饼的全尺寸样机，使用木/织物结构制作。原型机代号V-173，沃特公司试飞员布恩.T.盖唐在1942年11月23日作了首次飞行。在200多次的试飞中，V-173证明了齐默尔曼设想是正确的，V-173的失速速度极低，正常飞行中几乎不可能失速或进入尾旋。

在V-173的成功鼓舞下，1944年美国海军出资建造两架XF5U-1原型机。1945年8月，机身制造完毕。原型机蒙皮使用了一项称为"轻金属"的新型蒙皮，基本结构是在两层铝中夹入一层西印度轻木。由于特殊的变距螺旋桨的延误，直到1947年才完成原型机的制造。

与V-173设计的扭矩减小的反向旋转螺旋桨不同的是，完成的战斗机所设想的螺旋桨具有内置的循环运动，如直升机的主旋翼，其移动其升力中心的能力非常有限向上和向下，以帮助飞机在机动。安装了一个弹射座，以允许飞行员在飞机紧急情况下清除巨型螺旋桨。虽然原型是没有武装的，但在鼻子下安装了机枪和机炮炮组合武器座，可以安装6×0.50机枪或4×20毫米炮

F5U的失速速度可以达到40mp/h，也就是64km/h左右，说实在咱们高速上的速度都可能比这个快不少，所以这个战斗机有着极低的滑跑距离，因为只要有了64km/h以上的速度他就飞了；而且在狗斗中随着各种水平垂直机动，飞机的存速也会下降，F5U可以到64还不失速，别的飞机再绕绕再爬爬也许就失速了，然后就等着死吧。所以，极低的失速速度是F5U的最大优势。但F5U的高速一点都不弱，测试中的最快飞行速度达765公里/小时，作为对比P—51"野马"的极限速度也不过是708千米/小时。所以说，就速度来看，F5U有资格称为最强！

然而，飞行薄饼哪都好，唯一不好的就是它出生的太晚了，等到1947年第一架生产型的飞行薄饼出厂的时候，二战已经结束了两年，那个时候美苏两国都从德国得到了喷气式发动机这种德国的末日科技，而螺旋桨飞机的潜力基本上已经被开发到极限，美国海军表示老子不要螺旋桨飞机，于是，生产出来的两架飞行薄饼很快就被送进了博物馆，提前退役了。